ring: separate out head index manipulation
authorBruce Richardson <bruce.richardson@intel.com>
Wed, 29 Mar 2017 15:21:28 +0000 (16:21 +0100)
committerThomas Monjalon <thomas.monjalon@6wind.com>
Wed, 29 Mar 2017 20:32:20 +0000 (22:32 +0200)
We can write a single common function for head manipulation for enq
and a common one for deq, allowing us to have a single worker function
for enq and deq, rather than two of each. Update all other inline
functions to use the new functions.

Signed-off-by: Bruce Richardson <bruce.richardson@intel.com>
Reviewed-by: Yuanhan Liu <yuanhan.liu@linux.intel.com>
Acked-by: Olivier Matz <olivier.matz@6wind.com>
lib/librte_ring/rte_ring.c
lib/librte_ring/rte_ring.h

index 25f64f0..5f98c33 100644 (file)
@@ -138,8 +138,8 @@ rte_ring_init(struct rte_ring *r, const char *name, unsigned count,
        if (ret < 0 || ret >= (int)sizeof(r->name))
                return -ENAMETOOLONG;
        r->flags = flags;
-       r->prod.single = !!(flags & RING_F_SP_ENQ);
-       r->cons.single = !!(flags & RING_F_SC_DEQ);
+       r->prod.single = (flags & RING_F_SP_ENQ) ? __IS_SP : __IS_MP;
+       r->cons.single = (flags & RING_F_SC_DEQ) ? __IS_SC : __IS_MC;
        r->size = count;
        r->mask = count - 1;
        r->prod.head = r->cons.head = 0;
index 07dc895..fa66638 100644 (file)
@@ -169,6 +169,12 @@ struct rte_ring {
 #define RING_F_SC_DEQ 0x0002 /**< The default dequeue is "single-consumer". */
 #define RTE_RING_SZ_MASK  (unsigned)(0x0fffffff) /**< Ring size mask */
 
+/* @internal defines for passing to the enqueue dequeue worker functions */
+#define __IS_SP 1
+#define __IS_MP 0
+#define __IS_SC 1
+#define __IS_MC 0
+
 /**
  * Calculate the memory size needed for a ring
  *
@@ -287,7 +293,7 @@ void rte_ring_dump(FILE *f, const struct rte_ring *r);
 #define ENQUEUE_PTRS() do { \
        unsigned int i; \
        const uint32_t size = r->size; \
-       uint32_t idx = prod_head & mask; \
+       uint32_t idx = prod_head & r->mask; \
        if (likely(idx + n < size)) { \
                for (i = 0; i < (n & ((~(unsigned)0x3))); i+=4, idx+=4) { \
                        r->ring[idx] = obj_table[i]; \
@@ -313,7 +319,7 @@ void rte_ring_dump(FILE *f, const struct rte_ring *r);
  * single and multi consumer dequeue functions */
 #define DEQUEUE_PTRS() do { \
        unsigned int i; \
-       uint32_t idx = cons_head & mask; \
+       uint32_t idx = cons_head & r->mask; \
        const uint32_t size = r->size; \
        if (likely(idx + n < size)) { \
                for (i = 0; i < (n & (~(unsigned)0x3)); i+=4, idx+=4) {\
@@ -336,83 +342,72 @@ void rte_ring_dump(FILE *f, const struct rte_ring *r);
 } while (0)
 
 /**
- * @internal Enqueue several objects on the ring (multi-producers safe).
- *
- * This function uses a "compare and set" instruction to move the
- * producer index atomically.
+ * @internal This function updates the producer head for enqueue
  *
  * @param r
- *   A pointer to the ring structure.
- * @param obj_table
- *   A pointer to a table of void * pointers (objects).
+ *   A pointer to the ring structure
+ * @param is_sp
+ *   Indicates whether multi-producer path is needed or not
  * @param n
- *   The number of objects to add in the ring from the obj_table.
+ *   The number of elements we will want to enqueue, i.e. how far should the
+ *   head be moved
  * @param behavior
  *   RTE_RING_QUEUE_FIXED:    Enqueue a fixed number of items from a ring
- *   RTE_RING_QUEUE_VARIABLE: Enqueue as many items a possible from ring
+ *   RTE_RING_QUEUE_VARIABLE: Enqueue as many items as possible from ring
+ * @param old_head
+ *   Returns head value as it was before the move, i.e. where enqueue starts
+ * @param new_head
+ *   Returns the current/new head value i.e. where enqueue finishes
+ * @param free_entries
+ *   Returns the amount of free space in the ring BEFORE head was moved
  * @return
  *   Actual number of objects enqueued.
  *   If behavior == RTE_RING_QUEUE_FIXED, this will be 0 or n only.
  */
-static inline unsigned int __attribute__((always_inline))
-__rte_ring_mp_do_enqueue(struct rte_ring *r, void * const *obj_table,
-                        unsigned int n, enum rte_ring_queue_behavior behavior,
-                        unsigned int *free_space)
+static inline __attribute__((always_inline)) unsigned int
+__rte_ring_move_prod_head(struct rte_ring *r, int is_sp,
+               unsigned int n, enum rte_ring_queue_behavior behavior,
+               uint32_t *old_head, uint32_t *new_head,
+               uint32_t *free_entries)
 {
-       uint32_t prod_head, prod_next;
-       uint32_t cons_tail, free_entries;
-       const unsigned int max = n;
+       const uint32_t mask = r->mask;
+       unsigned int max = n;
        int success;
-       uint32_t mask = r->mask;
 
-       /* move prod.head atomically */
        do {
                /* Reset n to the initial burst count */
                n = max;
 
-               prod_head = r->prod.head;
-               cons_tail = r->cons.tail;
+               *old_head = r->prod.head;
+               const uint32_t cons_tail = r->cons.tail;
                /* The subtraction is done between two unsigned 32bits value
                 * (the result is always modulo 32 bits even if we have
-                * prod_head > cons_tail). So 'free_entries' is always between 0
+                * *old_head > cons_tail). So 'free_entries' is always between 0
                 * and size(ring)-1. */
-               free_entries = (mask + cons_tail - prod_head);
+               *free_entries = (mask + cons_tail - *old_head);
 
                /* check that we have enough room in ring */
-               if (unlikely(n > free_entries))
+               if (unlikely(n > *free_entries))
                        n = (behavior == RTE_RING_QUEUE_FIXED) ?
-                                       0 : free_entries;
+                                       0 : *free_entries;
 
                if (n == 0)
-                       goto end;
-
-               prod_next = prod_head + n;
-               success = rte_atomic32_cmpset(&r->prod.head, prod_head,
-                                             prod_next);
+                       return 0;
+
+               *new_head = *old_head + n;
+               if (is_sp)
+                       r->prod.head = *new_head, success = 1;
+               else
+                       success = rte_atomic32_cmpset(&r->prod.head,
+                                       *old_head, *new_head);
        } while (unlikely(success == 0));
-
-       /* write entries in ring */
-       ENQUEUE_PTRS();
-       rte_smp_wmb();
-
-       /*
-        * If there are other enqueues in progress that preceded us,
-        * we need to wait for them to complete
-        */
-       while (unlikely(r->prod.tail != prod_head))
-               rte_pause();
-
-       r->prod.tail = prod_next;
-end:
-       if (free_space != NULL)
-               *free_space = free_entries - n;
        return n;
 }
 
 /**
- * @internal Enqueue several objects on a ring (NOT multi-producers safe).
+ * @internal Enqueue several objects on the ring
  *
- * @param r
 * @param r
  *   A pointer to the ring structure.
  * @param obj_table
  *   A pointer to a table of void * pointers (objects).
@@ -420,44 +415,40 @@ end:
  *   The number of objects to add in the ring from the obj_table.
  * @param behavior
  *   RTE_RING_QUEUE_FIXED:    Enqueue a fixed number of items from a ring
- *   RTE_RING_QUEUE_VARIABLE: Enqueue as many items a possible from ring
+ *   RTE_RING_QUEUE_VARIABLE: Enqueue as many items as possible from ring
+ * @param is_sp
+ *   Indicates whether to use single producer or multi-producer head update
+ * @param free_space
+ *   returns the amount of space after the enqueue operation has finished
  * @return
  *   Actual number of objects enqueued.
  *   If behavior == RTE_RING_QUEUE_FIXED, this will be 0 or n only.
  */
-static inline unsigned int __attribute__((always_inline))
-__rte_ring_sp_do_enqueue(struct rte_ring *r, void * const *obj_table,
-                        unsigned int n, enum rte_ring_queue_behavior behavior,
-                        unsigned int *free_space)
+static inline __attribute__((always_inline)) unsigned int
+__rte_ring_do_enqueue(struct rte_ring *r, void * const *obj_table,
+                unsigned int n, enum rte_ring_queue_behavior behavior,
+                int is_sp, unsigned int *free_space)
 {
-       uint32_t prod_head, cons_tail;
-       uint32_t prod_next, free_entries;
-       uint32_t mask = r->mask;
-
-       prod_head = r->prod.head;
-       cons_tail = r->cons.tail;
-       /* The subtraction is done between two unsigned 32bits value
-        * (the result is always modulo 32 bits even if we have
-        * prod_head > cons_tail). So 'free_entries' is always between 0
-        * and size(ring)-1. */
-       free_entries = mask + cons_tail - prod_head;
-
-       /* check that we have enough room in ring */
-       if (unlikely(n > free_entries))
-               n = (behavior == RTE_RING_QUEUE_FIXED) ? 0 : free_entries;
+       uint32_t prod_head, prod_next;
+       uint32_t free_entries;
 
+       n = __rte_ring_move_prod_head(r, is_sp, n, behavior,
+                       &prod_head, &prod_next, &free_entries);
        if (n == 0)
                goto end;
 
-
-       prod_next = prod_head + n;
-       r->prod.head = prod_next;
-
-       /* write entries in ring */
        ENQUEUE_PTRS();
        rte_smp_wmb();
 
+       /*
+        * If there are other enqueues in progress that preceded us,
+        * we need to wait for them to complete
+        */
+       while (unlikely(r->prod.tail != prod_head))
+               rte_pause();
+
        r->prod.tail = prod_next;
+
 end:
        if (free_space != NULL)
                *free_space = free_entries - n;
@@ -465,130 +456,112 @@ end:
 }
 
 /**
- * @internal Dequeue several objects from a ring (multi-consumers safe). When
- * the request objects are more than the available objects, only dequeue the
- * actual number of objects
- *
- * This function uses a "compare and set" instruction to move the
- * consumer index atomically.
+ * @internal This function updates the consumer head for dequeue
  *
  * @param r
- *   A pointer to the ring structure.
- * @param obj_table
- *   A pointer to a table of void * pointers (objects) that will be filled.
+ *   A pointer to the ring structure
+ * @param is_sc
+ *   Indicates whether multi-consumer path is needed or not
  * @param n
- *   The number of objects to dequeue from the ring to the obj_table.
+ *   The number of elements we will want to enqueue, i.e. how far should the
+ *   head be moved
  * @param behavior
  *   RTE_RING_QUEUE_FIXED:    Dequeue a fixed number of items from a ring
- *   RTE_RING_QUEUE_VARIABLE: Dequeue as many items a possible from ring
+ *   RTE_RING_QUEUE_VARIABLE: Dequeue as many items as possible from ring
+ * @param old_head
+ *   Returns head value as it was before the move, i.e. where dequeue starts
+ * @param new_head
+ *   Returns the current/new head value i.e. where dequeue finishes
+ * @param entries
+ *   Returns the number of entries in the ring BEFORE head was moved
  * @return
  *   - Actual number of objects dequeued.
  *     If behavior == RTE_RING_QUEUE_FIXED, this will be 0 or n only.
  */
-
-static inline unsigned int __attribute__((always_inline))
-__rte_ring_mc_do_dequeue(struct rte_ring *r, void **obj_table,
-                unsigned int n, enum rte_ring_queue_behavior behavior,
-                unsigned int *available)
+static inline __attribute__((always_inline)) unsigned int
+__rte_ring_move_cons_head(struct rte_ring *r, int is_sc,
+               unsigned int n, enum rte_ring_queue_behavior behavior,
+               uint32_t *old_head, uint32_t *new_head,
+               uint32_t *entries)
 {
-       uint32_t cons_head, prod_tail;
-       uint32_t cons_next, entries;
-       const unsigned max = n;
+       unsigned int max = n;
        int success;
-       uint32_t mask = r->mask;
 
        /* move cons.head atomically */
        do {
                /* Restore n as it may change every loop */
                n = max;
 
-               cons_head = r->cons.head;
-               prod_tail = r->prod.tail;
+               *old_head = r->cons.head;
+               const uint32_t prod_tail = r->prod.tail;
                /* The subtraction is done between two unsigned 32bits value
                 * (the result is always modulo 32 bits even if we have
                 * cons_head > prod_tail). So 'entries' is always between 0
                 * and size(ring)-1. */
-               entries = (prod_tail - cons_head);
+               *entries = (prod_tail - *old_head);
 
                /* Set the actual entries for dequeue */
-               if (n > entries)
-                       n = (behavior == RTE_RING_QUEUE_FIXED) ? 0 : entries;
+               if (n > *entries)
+                       n = (behavior == RTE_RING_QUEUE_FIXED) ? 0 : *entries;
 
                if (unlikely(n == 0))
-                       goto end;
-
-               cons_next = cons_head + n;
-               success = rte_atomic32_cmpset(&r->cons.head, cons_head,
-                                             cons_next);
+                       return 0;
+
+               *new_head = *old_head + n;
+               if (is_sc)
+                       r->cons.head = *new_head, success = 1;
+               else
+                       success = rte_atomic32_cmpset(&r->cons.head, *old_head,
+                                       *new_head);
        } while (unlikely(success == 0));
-
-       /* copy in table */
-       DEQUEUE_PTRS();
-       rte_smp_rmb();
-
-       /*
-        * If there are other dequeues in progress that preceded us,
-        * we need to wait for them to complete
-        */
-       while (unlikely(r->cons.tail != cons_head))
-               rte_pause();
-
-       r->cons.tail = cons_next;
-end:
-       if (available != NULL)
-               *available = entries - n;
        return n;
 }
 
 /**
- * @internal Dequeue several objects from a ring (NOT multi-consumers safe).
- * When the request objects are more than the available objects, only dequeue
- * the actual number of objects
+ * @internal Dequeue several objects from the ring
  *
  * @param r
  *   A pointer to the ring structure.
  * @param obj_table
- *   A pointer to a table of void * pointers (objects) that will be filled.
+ *   A pointer to a table of void * pointers (objects).
  * @param n
- *   The number of objects to dequeue from the ring to the obj_table.
+ *   The number of objects to pull from the ring.
  * @param behavior
  *   RTE_RING_QUEUE_FIXED:    Dequeue a fixed number of items from a ring
- *   RTE_RING_QUEUE_VARIABLE: Dequeue as many items a possible from ring
+ *   RTE_RING_QUEUE_VARIABLE: Dequeue as many items as possible from ring
+ * @param is_sc
+ *   Indicates whether to use single consumer or multi-consumer head update
+ * @param available
+ *   returns the number of remaining ring entries after the dequeue has finished
  * @return
  *   - Actual number of objects dequeued.
  *     If behavior == RTE_RING_QUEUE_FIXED, this will be 0 or n only.
  */
-static inline unsigned int __attribute__((always_inline))
-__rte_ring_sc_do_dequeue(struct rte_ring *r, void **obj_table,
+static inline __attribute__((always_inline)) unsigned int
+__rte_ring_do_dequeue(struct rte_ring *r, void **obj_table,
                 unsigned int n, enum rte_ring_queue_behavior behavior,
-                unsigned int *available)
+                int is_sc, unsigned int *available)
 {
-       uint32_t cons_head, prod_tail;
-       uint32_t cons_next, entries;
-       uint32_t mask = r->mask;
-
-       cons_head = r->cons.head;
-       prod_tail = r->prod.tail;
-       /* The subtraction is done between two unsigned 32bits value
-        * (the result is always modulo 32 bits even if we have
-        * cons_head > prod_tail). So 'entries' is always between 0
-        * and size(ring)-1. */
-       entries = prod_tail - cons_head;
-
-       if (n > entries)
-               n = (behavior == RTE_RING_QUEUE_FIXED) ? 0 : entries;
-
-       if (unlikely(entries == 0))
-               goto end;
+       uint32_t cons_head, cons_next;
+       uint32_t entries;
 
-       cons_next = cons_head + n;
-       r->cons.head = cons_next;
+       n = __rte_ring_move_cons_head(r, is_sc, n, behavior,
+                       &cons_head, &cons_next, &entries);
+       if (n == 0)
+               goto end;
 
-       /* copy in table */
        DEQUEUE_PTRS();
        rte_smp_rmb();
 
+       /*
+        * If there are other enqueues in progress that preceded us,
+        * we need to wait for them to complete
+        */
+       while (unlikely(r->cons.tail != cons_head))
+               rte_pause();
+
        r->cons.tail = cons_next;
+
 end:
        if (available != NULL)
                *available = entries - n;
@@ -617,8 +590,8 @@ static inline unsigned int __attribute__((always_inline))
 rte_ring_mp_enqueue_bulk(struct rte_ring *r, void * const *obj_table,
                         unsigned int n, unsigned int *free_space)
 {
-       return __rte_ring_mp_do_enqueue(r, obj_table, n, RTE_RING_QUEUE_FIXED,
-                       free_space);
+       return __rte_ring_do_enqueue(r, obj_table, n, RTE_RING_QUEUE_FIXED,
+                       __IS_MP, free_space);
 }
 
 /**
@@ -640,8 +613,8 @@ static inline unsigned int __attribute__((always_inline))
 rte_ring_sp_enqueue_bulk(struct rte_ring *r, void * const *obj_table,
                         unsigned int n, unsigned int *free_space)
 {
-       return __rte_ring_sp_do_enqueue(r, obj_table, n, RTE_RING_QUEUE_FIXED,
-                       free_space);
+       return __rte_ring_do_enqueue(r, obj_table, n, RTE_RING_QUEUE_FIXED,
+                       __IS_SP, free_space);
 }
 
 /**
@@ -667,10 +640,8 @@ static inline unsigned int __attribute__((always_inline))
 rte_ring_enqueue_bulk(struct rte_ring *r, void * const *obj_table,
                      unsigned int n, unsigned int *free_space)
 {
-       if (r->prod.single)
-               return rte_ring_sp_enqueue_bulk(r, obj_table, n, free_space);
-       else
-               return rte_ring_mp_enqueue_bulk(r, obj_table, n, free_space);
+       return __rte_ring_do_enqueue(r, obj_table, n, RTE_RING_QUEUE_FIXED,
+                       r->prod.single, free_space);
 }
 
 /**
@@ -753,8 +724,8 @@ static inline unsigned int __attribute__((always_inline))
 rte_ring_mc_dequeue_bulk(struct rte_ring *r, void **obj_table,
                unsigned int n, unsigned int *available)
 {
-       return __rte_ring_mc_do_dequeue(r, obj_table, n, RTE_RING_QUEUE_FIXED,
-                       available);
+       return __rte_ring_do_dequeue(r, obj_table, n, RTE_RING_QUEUE_FIXED,
+                       __IS_MC, available);
 }
 
 /**
@@ -777,8 +748,8 @@ static inline unsigned int __attribute__((always_inline))
 rte_ring_sc_dequeue_bulk(struct rte_ring *r, void **obj_table,
                unsigned int n, unsigned int *available)
 {
-       return __rte_ring_sc_do_dequeue(r, obj_table, n, RTE_RING_QUEUE_FIXED,
-                       available);
+       return __rte_ring_do_dequeue(r, obj_table, n, RTE_RING_QUEUE_FIXED,
+                       __IS_SC, available);
 }
 
 /**
@@ -804,10 +775,8 @@ static inline unsigned int __attribute__((always_inline))
 rte_ring_dequeue_bulk(struct rte_ring *r, void **obj_table, unsigned int n,
                unsigned int *available)
 {
-       if (r->cons.single)
-               return rte_ring_sc_dequeue_bulk(r, obj_table, n, available);
-       else
-               return rte_ring_mc_dequeue_bulk(r, obj_table, n, available);
+       return __rte_ring_do_dequeue(r, obj_table, n, RTE_RING_QUEUE_FIXED,
+                               r->cons.single, available);
 }
 
 /**
@@ -993,8 +962,8 @@ static inline unsigned __attribute__((always_inline))
 rte_ring_mp_enqueue_burst(struct rte_ring *r, void * const *obj_table,
                         unsigned int n, unsigned int *free_space)
 {
-       return __rte_ring_mp_do_enqueue(r, obj_table, n,
-                       RTE_RING_QUEUE_VARIABLE, free_space);
+       return __rte_ring_do_enqueue(r, obj_table, n,
+                       RTE_RING_QUEUE_VARIABLE, __IS_MP, free_space);
 }
 
 /**
@@ -1016,8 +985,8 @@ static inline unsigned __attribute__((always_inline))
 rte_ring_sp_enqueue_burst(struct rte_ring *r, void * const *obj_table,
                         unsigned int n, unsigned int *free_space)
 {
-       return __rte_ring_sp_do_enqueue(r, obj_table, n,
-                       RTE_RING_QUEUE_VARIABLE, free_space);
+       return __rte_ring_do_enqueue(r, obj_table, n,
+                       RTE_RING_QUEUE_VARIABLE, __IS_SP, free_space);
 }
 
 /**
@@ -1043,10 +1012,8 @@ static inline unsigned __attribute__((always_inline))
 rte_ring_enqueue_burst(struct rte_ring *r, void * const *obj_table,
                      unsigned int n, unsigned int *free_space)
 {
-       if (r->prod.single)
-               return rte_ring_sp_enqueue_burst(r, obj_table, n, free_space);
-       else
-               return rte_ring_mp_enqueue_burst(r, obj_table, n, free_space);
+       return __rte_ring_do_enqueue(r, obj_table, n, RTE_RING_QUEUE_VARIABLE,
+                       r->prod.single, free_space);
 }
 
 /**
@@ -1073,8 +1040,8 @@ static inline unsigned __attribute__((always_inline))
 rte_ring_mc_dequeue_burst(struct rte_ring *r, void **obj_table,
                unsigned int n, unsigned int *available)
 {
-       return __rte_ring_mc_do_dequeue(r, obj_table, n,
-                       RTE_RING_QUEUE_VARIABLE, available);
+       return __rte_ring_do_dequeue(r, obj_table, n,
+                       RTE_RING_QUEUE_VARIABLE, __IS_MC, available);
 }
 
 /**
@@ -1098,8 +1065,8 @@ static inline unsigned __attribute__((always_inline))
 rte_ring_sc_dequeue_burst(struct rte_ring *r, void **obj_table,
                unsigned int n, unsigned int *available)
 {
-       return __rte_ring_sc_do_dequeue(r, obj_table, n,
-                       RTE_RING_QUEUE_VARIABLE, available);
+       return __rte_ring_do_dequeue(r, obj_table, n,
+                       RTE_RING_QUEUE_VARIABLE, __IS_SC, available);
 }
 
 /**
@@ -1125,10 +1092,9 @@ static inline unsigned __attribute__((always_inline))
 rte_ring_dequeue_burst(struct rte_ring *r, void **obj_table,
                unsigned int n, unsigned int *available)
 {
-       if (r->cons.single)
-               return rte_ring_sc_dequeue_burst(r, obj_table, n, available);
-       else
-               return rte_ring_mc_dequeue_burst(r, obj_table, n, available);
+       return __rte_ring_do_dequeue(r, obj_table, n,
+                               RTE_RING_QUEUE_VARIABLE,
+                               r->cons.single, available);
 }
 
 #ifdef __cplusplus